實戰(zhàn)Linux Bluetooth編程（五） Socket與Bluetooth

作者： Sam (甄峰) sam_code@hotmail.com

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Linux下Bluetooth編程，借用了Socket體制。也就是說，BlueZKernel部分將Bluetooth協(xié)議棧以網(wǎng)絡協(xié)議的形式添加進網(wǎng)絡協(xié)議棧，這樣極大的方便了用戶編程。下面Sam就結(jié)合Socket概念將LinuxBluetooth做個研究。

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1957年10月4日，星期五，蘇聯(lián)發(fā)射了人類歷史上第一顆人造地球衛(wèi)星--Sputnik.這標志著人類外太空時代的開始。這顆衛(wèi)星籃球大小，在發(fā)射98分鐘后到達運轉(zhuǎn)軌道，可以通過短波40.002MHz收聽到它的聲音。這也標志著蘇聯(lián)在航天科技領域超過美國。但當時誰能想到，Sputnik的升空竟然促進了TCP/IP和Internel的出現(xiàn)。(Sam：不知道朝鮮那個軌道高度幾百米的衛(wèi)星會促成什么出現(xiàn)，嘿嘿)。被Sputnik所刺激的美國總統(tǒng)艾森豪威爾五星上將積極推動ARPA。又因為美國政府為了公平起見，每次采購計算機時都從不同設備制造商處購買。大家很快發(fā)現(xiàn)，各個計算機無法兼容。1962年，Licklider提出：各個計算機高度自治，但他們也應該能夠相互通訊。這就是ARPA網(wǎng)，它成為Internel的前身。

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一：理解Socket：

在使用手機與女朋友聯(lián)系時，必須用手機撥她的號碼，然后心情坎坷的等待她的應答。當雙方通話時，就建立了一個具有兩個端點的通信線路。

Linux中的Socket與電話非常相似。具體問題，稍后再分析。

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二：Socket域（domain），類型（type），協(xié)議（protoclo）以及Bluetooth中的具體使用：

Berkeley小組在構(gòu)思BSDSocket時，TCP/IP協(xié)議也還處在發(fā)展之中，其他一些很有競爭力的協(xié)議如X.25等也在發(fā)展，其它很多協(xié)議還在構(gòu)思與研究階段（Bluetooth還沒出生）。為了使Socket可以應用于各種不同協(xié)議，domain的作用就在于此。

domain指出想要使用的協(xié)議族。

不得不佩服Berkeley小組的前瞻力。他們考慮在指定Socket時，可能還需要進一步的細分類目：

1.某個協(xié)議族（Domain）中的一個或多個協(xié)議。

2.某個協(xié)議中的一個或多個地址格式。

這個規(guī)則在TCP/IP等協(xié)議棧時并不明顯，因為某個協(xié)議族只有同一種地址格式。但在Bluetooth中則非常有用。

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protocol則用來指出在此協(xié)議族中的具體某個協(xié)議。

雖然在TCP/IP協(xié)議棧中，因為協(xié)議族中某個type的協(xié)議棧只有一種，所以此項為0，但Bluetooth中，這一項則非常有用。

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type用來指出此協(xié)議族中的具體協(xié)議的Socket類型為何種：SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM,SOCK_SEQPACKET,SOCK_RAW.

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三：Socket地址：

每一種通信協(xié)議都對網(wǎng)絡地址格式作了明確規(guī)定。協(xié)議族（Domain）+協(xié)議（protocol）的作用就是指明使用哪種地址類型。

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BSD Socket是在ANSI C標準被采納之前開發(fā)的，所以沒有使用（void*)數(shù)據(jù)類型來接收結(jié)構(gòu)化的地址。BSD的解決方案是定義了一個通用的地址結(jié)構(gòu)：

struct sockaddr

{

? sa_family_t sa_family;?//地址族

? charsa_data[14];?? //地址數(shù)據(jù)

};

sa_family長度2字節(jié)，用來存放地址族。

sa_data長度14字節(jié)，用來存放具體的協(xié)議的地址數(shù)據(jù)。

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如果是用AF_INET(IPV4),則它的地址類型sockaddr_in如下，剛好與struct sockaddr對應

struct sockaddr_in

{

? sa_family_tsin_family;???//地址族

??uint16_tsip_port;????????//端口

? struct in_addrsin_addr;?? //Internel 地址

? unsigned char sin_zero[8]; //占位字節(jié)

};

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如果是用Bluetooth協(xié)議族（PF_BLUETOOTH）中的協(xié)議l2cap（BTPROTO_L2CAP),則地址格式如下：

struct sockaddr_l2

{
?sa_family_t?l2_family;?//地址族
?unsignedshort?l2_psm;? //PSM
?bdaddr_t?l2_bdaddr;????//Bluetooth 地址
?unsigned short?l2_cid;
};

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四：BluetoothSocket的建立和地址綁定：

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain:使用 PF_BLUETOOTH。

protocol:使用想要建立的Socket的protocol.如果想建立HCISocket：BTPROTO_HCI。L2cap:BTPROTO_L2CAP

type:SOCK_SEQPACKET,以Packet為單位讀取。SOCK_SAW:原始Socket。

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int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_taddrlen);

將socket與某個地址綁定。

嘿嘿，接著前面Socket與手機的話題，建立一個Socket。就相當于是一個手機，地址，則相當于手機號碼。

一個手機想要別人打進來，就需要讓別人知道電話號碼。 而一個Bluetooth設備想要別人能夠連接，也需要將Socket與Bluetooth地址綁定。

山寨機讓我們知道了雙卡雙待，Bluetooth也可以實現(xiàn)這一點。建立一個Socket，只是一個手機，它可以與多個bdaddr綁定。這就是hci0,hci1等等。

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五：理解網(wǎng)絡字序：

對于多字節(jié)數(shù)據(jù)，不同的CPU有不同的組織方式，最基本的字節(jié)序位：

小端（little-endian）: 將低序字節(jié)存儲在起始位置。

大端（big-endian）:將高序字節(jié)存儲在其實位置。

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Intel CPU使用小端。Motorola等CPU使用大端，網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)的標準順序為大端。

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他們之間的轉(zhuǎn)化：

htobs（）， htonl() 主機到網(wǎng)絡

ntohl() , ntohs() 網(wǎng)絡到主機。